全 文 ：文章编号 :100028551 (2009) 042577204
椿树辐射诱变育种初报
聂莉莉　刘仲齐　张　越　郝志愚
(天津市农业生物技术研究中心 ,天津　300192)
摘 　要 :以椿树种子为材料 ,用60 Coγ射线进行了 0、30、50、75、100、150 和 200Gy 辐照处理 ,研究辐照对椿
树种子发芽及幼苗生长的影响 ,以期获得耐盐突变体。结果表明 :辐照抑制了种子的萌发 ,成苗率下降 ,
幼苗生长受到抑制 ,且随着剂量的增加 ,抑制作用增强 ;椿树种子的半致死剂量为 50Gy ,适宜辐照剂量
为 50～75Gy。辐照后获得的植株经 015 %的海盐筛选 ,共获得 9 株耐盐能力提高的变异株。
关键词 :椿树 ;60 Coγ射线 ;辐照剂量 ;耐盐变异株
PRELIMINARY STUDY ON IRRADIATION BREEDING OF Ailanthus altissima Swingle
NIE Li2li 　LIU Zhong2qi 　ZHANG Yue 　HAO Zhi2yu
( Tianjin Research Center of Agriculture Biotechnology , Tianjin 　300192)
Abstract :Seeds of Ailanthus altissima Swingle were treated with 60 Coγ2rays at the doses of 0 , 30 , 50 , 75 , 100 , 150 and
200Gy , the effects of irradiation on seed germination and seedling growth were studied. The results showed that irradiation
inhibited germination , and decreased the survival rate and the growth of plants. The inhibition effects became stronger with the
increase of the irradiation dose. Semi2lethal dose of Ailanthus altissima Swingle seeds was 50Gy. 50～ 75Gy could be
considered as the proper dose for seed irradiation treatment of Ailanthus altissima Swingle. Nine salt2tolerant mutants were
obtained , which could grow in 015 % sea salt solution.
Key words : Ailanthus altissima Swingle ; 60 Coγ2rays ;irradiation dose ;salt2tolerant mutant
　　土壤盐渍化是限制农业生产的一个世界性问题 ,
我国现有盐碱地 217 ×107 hm2 ,其中 7 ×106 hm2 为农
田[1 ] 。天津市共有农业耕地 47185 万 hm2 。其中盐渍
化耕地的总面积为 30119 万 hm2 ,特别是滨海盐碱地区
由于含盐量高 ,绿化受到限制 ,选育出耐盐树种进行栽
植是治理这些盐碱地的有效办法。
臭椿 ( Ailanthus altissima Swingle) 是天津市主要乡
土树种之一 ,其野生资源分布广泛 ,耐贫瘠 ,管理粗放 ,
多用于行道树 ,是天津市的主要造林、绿化树种 ,其根
皮与树叶含有生物活性物质 ,应用前景广阔[2 ,3 ] 。如何
提高椿树的耐盐性 ,使其能在滨海盐碱地种植是一个
亟需解决的重要问题。辐射诱变育种以其简便、安全
以及突变率高 (比自然突变率高 100～1000 倍 ,最高可
达 1Π30) 、变异谱扩大、能打破旧的性状连锁、实现基因
重组且变异性状稳定、短时间内可育出新品种等特点
而成为品种改良的重要途径之一[4 ] ,已在农作物、蔬菜
和观赏植物育种中取得可喜的成果[5～10 ] 。近年来 ,利
用60 Coγ射线诱变获得耐盐突变体的研究陆续有报
道[11～14 ] ,有些应用于生产 ,取得了巨大的经济和社会
效益。但是有关椿树辐射诱变育种的研究国内外尚未
见报道 ,本文通过60 Coγ射线照射椿树种子 ,以期从中
选出特别适宜在滨海盐碱地种植的耐盐植株。
收稿日期 :2008211209 　接受日期 :2009204218
基金项目 :天津市农科院院长基金 (07007)
作者简介 :聂莉莉 (19812) ,女 ,安徽淮北人 ,硕士 ,主要从事诱变育种和植物耐盐机理方面的研究。Tel :022227950319 ; E2mail :xiao433 @sina. com
通讯作者 :刘仲齐 (19642) ,男 ,甘肃人 ,博士 ,研究员 ,主要从事分子育种和植物耐盐方面的研究。Tel :022227950688 ; E2mail :zqliu733 @yahoo. com
775　核 农 学 报　2009 ,23 (4) :577～580Journal of Nuclear Agricultural Sciences
1 　材料与方法
111 　材料
试验所用椿树种子于 2007 年 10～11 月采自天津
市农业生物技术研究中心院内 ,选择成熟、饱满的种子
作为辐照的材料。
112 　方法
11211 　辐照处理 　辐照在天津市技术物理研究所辐
照中心进行 ,共设 7 个剂量处理 ,分别为 :0 (CK) 、30、
50、75、100、150 和 200Gy ,剂量率 313GyΠmin ,每个剂量
各处理 500 粒种子。
11212 　育苗及发芽率与成苗率调查 　将经过辐照处
理的椿树种子及未经照射的对照种子分别置于铺有 2
层滤纸的培养皿中 ,每皿 50 粒种子 , 3 次重复 ,放入组
培室中培养 ,调节温度为 26 ℃,光照 12h ,10d 后开始统
计发芽数 ,计算发芽率。成苗率的调查采用盆播 ,每盆
播 20 粒种子 ,置于组培室培养 ,温度 26 ℃,光照 12h ,
按常规方法进行管理 ,保证水肥一致。出苗后的第 30
天统计成苗率 ,每个剂量 3 次重复。另外在出苗后第
30 天的调查中随即抽取 20 个样本测量苗高 ,3 次重
复。
发芽率 ( %) = 萌发的种子数/ 播种的种子数 ×
100 %
成苗率 ( %) = 成苗的种子数/ 播种的种子数 ×
100 %
11213 　植株耐盐潜力的鉴定 　对椿树种子进行育苗 ,
采用盆播 ,每盆 20 粒种子 ,置于组培室培养 ,温度
26 ℃,光照 12h。按常规方法进行管理。耐盐潜力的
鉴定采用水培方法 ,其中对照为 Hongland 营养液 ,其余
为 Hongland 营养液加海盐 (购于天津长芦盐业公司 ,
NaCl 含量 > 94 %) 配成 0 ( CK) 、011 %、012 %、013 %、
014 %的溶液。将苗龄 30d 的椿树幼苗置于不同浓度
的盐溶液中培养 ,观察生长情况 ,确定其致死浓度。
11214 　耐盐植株的筛选 　将经过辐射诱变、苗龄达
30d 的所有椿树幼苗采用水培方法在 015 %的海盐溶
液中进行培养 ,筛选耐盐植株。
2 　结果与分析
211 　辐照对椿树种子发芽率的影响
由图 1 可见 ,辐照后 ,椿树种子的发芽率随着剂量
的增大而下降 ,剂量和发芽率成负相关。10d 后调查 ,
辐照各组的种子发芽率明显低于对照组 ;15d 后 ,30Gy
辐照处理组的发芽率和对照组基本持平 ,无明显差异 ,
50～150Gy 组明显下降 ,200Gy 组看不到种子萌发迹
象 ;25d 和 30d 的调查中 ,各组种子的发芽率趋于稳
定 ,除 30Gy 组与对照无明显差异外 ,其余各辐照组的
发芽率明显低于对照组 ,且差异极显著。由此可以认
为 ,辐照抑制种子的萌发 ,在同一剂量处理下 ,随着时
间的推移 ,抑制作用减弱。低剂量延迟发芽时间 ,高剂
量降低发芽率 ,200Gy 剂量辐照使椿树种子完全失活。
图 1 　辐照对椿树种子发芽率的影响
Fig. 1 　The effects of irradiation on germination rate
of A . altissima seed
212 　辐照对椿树成苗率的影响
未经辐照的对照组种子发芽势较强 ,发芽程度比
较均匀 ,处理组随着剂量的加大种子畸形损伤及死亡
程度加大 ,当辐照剂量大于 100Gy ,由于损伤加重 ,种
子的成苗率为零。对 0～100Gy 剂量下与成苗率进行
回归分析 ,成苗率和辐照剂量的关系为 y = - 010078 x
+ 017877 ,相关系数为 0196 ,计算其半致死剂量 (LD50 )
为 50Gy。
图 2 　辐照剂量与成苗率的关系
Fig. 2 　The relationship between the seedling
survival rate and irradiation dose
213 　辐照对椿树生长的影响
辐照对椿树幼苗的生长具有一定的影响。在出苗
875 核　农　学　报 23 卷
后第 30 天的调查中随机抽取 20 个样本测量植株地上
部分高度 ,由图 3 可以看出 ,50～200Gy 范围内 ,经辐
照后的椿树平均苗高显著低于对照 ,且辐照剂量越大 ,
生长越缓慢 ,苗高与辐照剂量呈负相关。30Gy 组椿树
苗高略高于对照 ,可能低剂量的辐照对幼苗的生长有
促进作用 ,张兴[15 ]等对榆树的辐射诱变研究中也有类
似现象。
经过射线照射后 ,不仅是椿树幼苗的苗高受到影
响 ,其叶形、叶色也产生一系列的变化 ,表现在叶缘齿
状裂加深、叶片白化、子叶变黄、植株矮化、波状叶缘、
叶片具斑点等等 (图 4) 。
图 3 　辐照对苗高的影响
Fig. 3 　The effects of irradiation on plant height
图 4 　椿树幼苗的变异类型
Fig. 4 　The variation types of A . altissima seedlings
A :叶缘齿状裂加深 ;B :子叶变黄 ;C :白化叶片
A :the deeper dentate cleft ;B :yellow color of cotyledon ;C :albino leaves
214 　椿树耐盐潜力的鉴定和耐盐植株的筛选
本试验主要目的是针对滨海新区土壤含盐量高 ,
欲获得耐盐能力提高的变异株 ,因此对诱变的椿树苗
进行了耐盐筛选。如图 5 所示 ,苗龄 30d 的椿树苗置
于不同浓度的海盐溶液中进行水培培养 ,7d后 ,014 %
图 5 　不同盐浓度对椿树生长的影响
Fig. 5 　The growth of original A . altissima seedling
under different sea salt content
从左到右盐浓度依次为 0(CK) ,011 % ,012 % ,013 % ,014 %
The sea salt contents from left to right are 0 (CK) ,
011 % ,012 % ,013 % and 014 %.
海盐溶液中的椿树苗全部死亡。培养 14d 后 ,011 %的
盐溶液对椿树苗的生长影响不大 ,苗高稍低于对照 ;在
012 %的盐溶液中 ,椿树苗能成活 ,但生长受到抑制 ;在
013 %的盐溶液中 ,椿树苗已出现枯萎死亡现象 ,据此
认为椿树幼苗的耐盐极限是 013 %。
为了得到耐盐的变异株 ,同时防止苗木在逆境下
提高自身适应能力而影响筛选 ,故试验把筛选浓度定
为 015 % ,提高了约 70 %。在海盐含量为 015 %的水溶
液中对经过辐射诱变获得的椿树苗进行大规模筛选 ,
从 10000 多株辐照当代植株中最终筛选到 9 株耐盐变
异株。
3 　讨论
311 　辐照剂量的选择
辐射诱变成败的关键是采取适当的辐照剂量 ,即
达到有较多的变异 ,又不致过大的损伤植物 ,辐照剂量
直接影响突变率 ,随着剂量的增大 ,植株的成活率下
降 ,突变率增大。关于辐射育种适宜辐照剂量的确定 ,
一些学者建议 ,把植物成活 60 %～70 %时对应的剂量
作为辐照的最适剂量[16 ] ,另外一些学者认为一般采用
975　4 期 椿树辐射诱变育种初报
临界剂量和半致死剂量[17 ,18 ] 。近年来多以植株存活率
的 50 %左右为适宜育种剂量 ,剂量过低致突变率低 ,
达不到育种目的 ,过高则会导致存活率下降。但是 ,考
虑到突变体的选择分离和稳定需要消耗更多的时间和
精力 ,适当提高辐照剂量以提高突变率不失为一种好
的选择。椿树辐射诱变的方面研究很少 ,国内外尚无
此方面的报道 ,参考其他植物的辐射诱变[19～22 ] 研究 ,
本试验在 30～200Gy 范围内对椿树种子进行辐照 ,确
定了椿树种子的半致死剂量是 50Gy。当剂量超过
75Gy 后 ,从实际观察中可以看到 ,畸形叶片、受损叶片
出现 ,出现生理性伤害。当剂量大于 100Gy ,由于损伤
的加重 ,种子的成苗率为零。在辐照育种中 ,随着剂量
的增加突变率增加 ,但同时也增强了辐照引起的损伤
作用 ,因此适宜的辐照剂量是诱变育种的关键。本着
尽可能获得大的变异和获得一定数量的苗木 ,本试验
最终确定椿树适宜的辐照剂量为 50～75Gy。
312 　耐盐变异株的选择
椿树种子经过辐照处理后 ,在叶形、叶色上都产生
变异 ,为以后的椿树辐射诱变打下了基础。为获得适
宜在滨海盐碱地生长的椿树 ,对辐照后的椿树进行了
耐盐筛选。由于诱变育种群体大 ,数量多 ,变异株的选
择费时费力。本试验利用水培[23～25 ] 方法进行筛选 ,水
培试验溶液均匀 ,能够保证每一批每一棵苗木受到的
盐胁迫均匀 ,此方法简单易操作 ,能对植株进行大规模
快速选择。目前通过水培筛选得到 9 株耐盐变异株 ,
其耐盐机理将另文报道。
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